1336798 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明乃係有關-種大尺寸背光模組，尤指於彳㈣將導光板 ，分成複數個單元，並配合L E D燈源及遮光元件之應用，使背光 • v 模組達大尺寸規格設計、及薄型化之要求目的者。 " 【先前技術】 按，以往液晶顯示器應用產品主要為筆記型電腦（N〇teB〇〇k ♦ PC)及液晶榮幕（LCDMonitor) ’其所需求之背光模組特性主要 ·· 在於重量輕、體積小、厚度薄。相對的在開發液晶電視用之背光 源時，所考慮之要項則在於必須能有足夠的顯像亮度（至少 450cd/m以上）、丸廣的觀看視角、鮮明的影像對比度及合乎標準 的使用哥命，尤其，越來越大的尺寸要求，更是相關業者技術研 發之目標所在。 在以上規格的考量下’「直下式背光模組」（DirectType • Backlight)便成為目前搭配大型液晶電視的技術主流，其設計的 . 主要概念即在於為能因應更高亮度的需求，將原本為能減輕模組 ' 重里及厚度考量的侧面光源由直下式線光源將光線打散均勻後， •• 使之轉變為平面光源後進入液晶面板的技術模式。 習知之直下式背光模組1，請參閱圖一所示，直下式背光模 組1至少具有—盒體11、複數個燈源12、一擴散板13及為 數不等之光學骐片14。 益體1 1，上方具有一開口 111，該開口 111朝盒體1 5 1336798 1之底部係王漸縮之型態，該盒體丄丨之内部表面係、可為亮面或 貼。又反射薄膜112，以使盒體11可進行反射光源之作用。 ， 燈源1 2，通常係以冷陰極燈管（CCFL)為之，該燈源工2 “係多數並列於盒體11之底部，而燈源12之上方係設有-擴散 板1 3。 擴散板1 3 ’係為摻有擴散劑或擴散粒子（diffusionbead)之 • «’可將燈源！ 2所提供之光源予以均勻化，該擴散板丄3係 設置於燈源1 2之上方，且覆蓋於盒體1 1之開口處i i i。 光學膜片1 4 ,包括有擴散膜片（Diffuser)丄4丄及聚光 膜片（PHSm lens) ! 4 2，該擴散膜片i 4 i與聚光膜片工4 2之作用在於擴散光源及修正光源方向。 習知之直下式背光模組工於組立時，如圖二所示，首先，係 將燈源12由盒體i!之開口丄丄工置入盒體1丄之底部固定， 鲁之後將擴散板13置於盒體i丄之開口工丄工安裝定位，最後依 ，序將光學則1 4之擴散膜片1 4 1及聚光· ! 4 2置於擴散 ^ 板13之上方，以完成直下式背光模組丄之組合。 該直下式背光模組1於實施時，燈源12經給予電壓後進行 發光，該光源-部份會直接射向上方之擴散板】3，一部份則會 經盒體11内部之表面反射後，再射向擴散板丄3，由於該擴散 板1 3摻有擴賴或擴散粒子，因此當辆經過擴散板】3時， 該擴散板13可將來自盒體工！内燈源工2所發出之光源予以擴
1336798 散，經其擴散後之均勻光源方可提供 用，若經擴散⑴將光㈣擴散後面板麵利 上方光學臈片i 4中之織㈣,為不足時’則可再藉由 並藉由光學_ 1 4中之聚光料} 光源之擴散效能， 加強其Μ之輝度表現，以提古 木中切行進方向，以 效能。 〜下式背光模組1之光源應用 下式月疏組1經相關業界 屬於成熟性之商品了，而其目别係 直m』上之表現亦可被接受。然而，該 式⑷叫職狀海i 冷陰極鮮（c叫， 冷陰極鮮軸可提料㈣大之辆、，但由赌管本身含有 汞的成分，_於_舰之產品，對地球之環魏護具有高度 之〉可染威脅，已有許多先麵家立法嚴禁使用。 是以，有業者開發出另-直下式背光模組2，請參閱圖 示，該直下式背光模組2至少具有一盒體21、複數個led (發 光-極體）燈源2 2、-混光板2 3、-擴散板2 4及為數不等 之光學膜片2 5。 盒體21，上方具有一開口 211，該開口 211朝盒體2 1之底部呈漸縮之型態，該盒體21之内部表面係可為亮面或另 設置予有反射薄膜212，以使盒體21具可對光源做反射之功 能作用。 LED燈源2 2，係以呈行列狀設置於盒體21之底部，且 1336798 每一行列中係以紅光（R)LED221、綠光（G)LED2 22及藍光（B) LED223之順序排列來配置，於LED燈 源2 2之上方設置有一混光板2 3。 混光板2 3，係以具良好透光性質之材質（如製成， 該混光板2 3具有一出光面2 31及一入光面2 3 2，且該出光 面2 31或入光面2 3 2二者其中之一，與各l ED燈源2 2相 對應處塗佈有遮光點2 3 3，該遮光點2 3 3係為可大幅度將l ED燈源2 2之光源遮蔽之塗料，混絲2 3上方係設有一擴散 板2 4。 擴散板2 4，係設置於盒體21之開口 21 1處，且該擴散 板2 4上方設置有為數不等之光學膜片2 5。 光學膜片2 5，包括有擴散膜片（Diffuser) 2 5丄及聚光 膜片（Prism lens) 2 5 2，並視需要而可變化擴散膜片2 5丄 鲁與聚光膜片2 5 2之上下位置，及可變化其使用之數量。 • 當該直下式背光模組2之各LED燈源22發射出光源時， *因其正上方已被混光板2 3中之遮光點2 3 3所遮蔽，故其大部 _、會於混光板2 3 _傳遞，如此，即可令L E D燈源2 2中之紅光⑻LED221、綠光⑹咖2 2 2及藍 $ ( B) L e D 2 2 3之三原色光於混光板2 3中獲得混光之機 :予而可混合成-白光_、；經其混合後之光源並再由擴散板2 予以擴散均句化’甚至可再受光學膜片2 5之擴散膜片2 5工 1336798 進一步的加強擴散效果，、並再由聚光膜片2 5 2予以進行聚光， 強化其出光輝度，而可提供液晶面板△使用。 . 上述訂式背光模組2之L E D_2 2所發出之光源雖然 、可於此光板2 3内部進行混光，但請參_四所示，由於該乙£ • D燈源2 2係置於混光板2 3之人光面2 3 2下方，因此，光源 係由混光板2 3之人光面2 3 2斜行射人，雖然部分進入混光板 % 2 3中之光源會向四周傳遞而進行混光，但有極大部分進入混光 板2 3中之光源’行進至混光板2 3之出光面2 3丄時，因其射 角小於臨界角之故，而即由混光板2 3之出光面2 3!折射出 光，而造成光源未達充份混光之效果時，既提早離開混光板2 3， 而使離開混光板2 3之光源中仍具原來之紅光、綠光及藍光。此 -混光不完全之縣’-般需再藉由從混光板2 3至擴散板2 4 之空間中’使該等各色之光源再融於其中，做再次之混光動作方 •足以消除混光不完全現象，故’自混光板23至擴散板24二者 .之間距即需保持有-相當大之距離，於是，便造成該背光模組2 ‘之整體厚度增加，進而對商品之_化要求構成;^良之影響。 於是’有更新一代之直下式背光模組3 ’已開發出另I應用 之型態架構，請參閱圖五所示，該直下式背光模组3之主要結構 與上述之直下式背光模組2大致相同，至少具有一盒體3丄、— 數個LED燈源3 2、-混光板3 3、一擴散板3 4及為數不= 之光學膜片3 5，該混光板3 3具有一出光面3 31及—“ 久入光面 1336798 3 3 2 ’且該出光面3 31或人光面3 3 2二者其中之―，與各 L ED燈源3 2相對應處塗佈有遮光點3 3 3，該光 乃包含有擴散則3 5 1及聚光則3 5 2 ;其中，該L印燈 ^3 2#^it^LED (Sidelining LED) , 1 參閱圖六所示，該L ED燈源3 2之頂部係具有一呈倒錐狀之反月 射體321，藉由該反射體321可使LED燈源32發射之光 源獲得反射之效果，而擴大該光狀發散肖錢射从混光板^ 3之中，雖然該LED燈源32係可擴大其發散角度，而有助於 光源於混光板3 3巾之混光效果，然，就源仍不脫由混光板3 3之入光面3 3 2斜射進人，極多之光源仍會於未完成混光時即 由混光板3 3之出光面3 31折射出光，而仍須藉由保持混光板 3 3至擴散板3 4二者間成具—較大空間，方可予以補救達足夠 之混光效果，故’對贿品_化之要求表現仍嫌不足。 综上前述直下式背光模組2、3之光源混光動作，主要乃皆 利用該模組中之混光板2 3、3 3而為之。'然，隨著市場對於液 晶畫面尺寸越來越大之要求’該混光板2 3、3 3勢必越做越大， 但，越大面積之混光板成型時其困難度越高，且其遮光點2 3 3、 3 3 3塗佈時與LED燈源22、32之準確性配合度亦越不易 掌控。 於是，如何應用具有環保功能之LED燈源於一背光模組 中，並使足以應付越來越大之尺寸要求，且又可使該商品縮減其 10 ^36798 達成薄型化之目標’即是目前相關業者亟欲突破之課題。 【發明内容】 • 树明乃在提供—種大尺寸背光模組，至少包含有盒體、混 .,光板、L E D燈源、遮光元件、擴散板及光學膜片；特別是使用 .L ED做為燈源、並配合混光板及遮光元件制之-背光模組裝 置’使各L E D燈源可獲得極佳之混級果，並兼具背光模組薄 ^ 型化之要求。 本發明之主要目的乃在於，本發明中之混光板乃可事先經計 异分成複數個單元，各混光板間並_距成—空間狀而設置於盒 體内部底面上，以複數個L ED燈源設置於各混光板相距之空間 中’並以複數個遮光元件設置於每—空間之上方，而將該空間封 合並將LED燈源包圍於其中，令LED燈源之光源可被遮光元 件之下部面崎直接向上出光，而使LED燈源之光源可逕由混 鲁光板之入光面射入於混光板内部，並於混光板内部中進行混光， .經混光後由混級出光面離開之光源，可由射及於遮光元件 … 之上°卩面之反射動作，使光源於盒體之空腔中可再進一步有混光 之動作及功效。 ψ 本發明之次-目的乃在於，提供—種大尺寸背光模組，藉由 分成複數個單元之混光板，每一混光板之反射面乃可設置有眾多 之導光點’使統可藉由射及該科光點時之反射而擴散，有= 於各L E D燈源之光源間之混光，以及統出光時之勻化表現。 ^36798 八本發明之再—目的乃在於，提供-種大尺寸背紐組，藉由 刀成複數個單几之混光板，每—混光板之反射面乃可設置有眾多 k 之V型光導體，使混光板内部之光源射及該等v型光導體時，亦 ^ 可將辆、導抑向出光面之方向行進。 ’、 • 、本發明之又一目的乃在於，提供一種大尺寸背光模組，藉由 刀成複數個單元之混光板，每一混光板之出光面亦可予以形成有 % 眾夕之v型光導體，使混光板内部之光源由出光面離開時，該光 源可經透射過該等v型光導體而達聚光之功效。
本發明之另一目的乃在於，提供一種大尺寸背光模組，藉由 分成複數鱗元之混光板，每—混歧之出光面及反射面可同時 使之成有眾多之V型光導體，且於出光面及反射面中之v型光導 體二者之佈局走向並呈互為垂狀’使光源射及於反射面中之V型 光導體時，先使光源做一方向之反射，後續再經出光面中之V型 鲁 光導體時，再做另一方向聚光後而出光，令本發明混光板具將L E D燈源做混光時，並同時達到混光板中之光源多方性之集光效 能，有助於加強光源之出光輝度。 【實施方式】 為使貴審查員更進一步了解本發明之結構及所能達成之功 效’茲配合圖式說明如后： 首先，請參閱圖七所示，本發明之背光模組4至少包含有一 盒體41、複數個混光板4 2、複數個L E D燈源4 3、複數個 12 1336798 遮光元件4 4、一擴散板4 5、以及，為數不等之光學膜片4 6 ; 盒體41，係為一不具透光之特性，而具有一空腔41 1， 其盒體41内部表面可為亮面狀，或另設置予有反射膜4丄2， 使盒體41之内部表面具反射光源之功能。 混光板4 2，係以具良好之透光性的材質，如聚曱基丙稀酸 甲酯（PMMA)所製成之板片體，該混光板42並事先計算而設 計分成複數個單元，每一混光板4 2乃具一出光面4 21、及與 出光面4 21呈相對應位置之反射面4 2 2，並於出光面4 2工 及反射面4 2 2相連之至少一端面為入光面4 2 3。 L· E D燈源4 3，係呈行列式排列配置於混光板4 2之入光 面42 3外，該LED燈源4 3係可為白光之LED，或是以至 少包含有以紅光（R)、綠光（G)及藍光（B)之三原色光 D所成者。‘ 遮光元件4 4為具光源反射功能之條狀體，而成有下部面4 41及上σ卩面4 4 2，且該上部面4 4 2並可成有傾斜面狀。 擴散板4 5乃係具可擴散光源之板片體，可滲有擴散劑或散 射粒子（diffusion bead)以加強其光源擴散效能。 光學膜片4 6 ’包括有擴散膜片（Diffuser) 4 6 1及聚光 臈片（Prism lens) 4 6 2 ’以可使光源達均勻擴散化及聚光之 功效’並視需要而可變化擴散膜片4 61與聚光膜片4 6 2之上 下位置，且可變化其使用之數量以符合實際之需求量。 13 1336798 續請參閱圖八所示，.本發明於組立時，乃將各混光板4 2分 別設置於盒體4 1之内部底面上，各絲板4 2間並相距成有— 空間A，而可將L ED燈源4 3成行列式妓於該空間A之中， 再令遮光tl件4梭置於該空間紅上方，使遮光元件4 4之下 部面4 41對應且封閉該空間A ’而上部面4 4 2則裸露於盒體 41之工腔41 1巾’使LED燈源4 3被包圍於該空間a之 >中，接著將擴散板4 5農設於盒體4 r上方開口處，並後續將 光學膜片4 6置於擴散板4 5之上方； 、 如圖九所示，當以白光之LED燈源43而予以應用時，L ED燈源4 3導通電力而發出辆時，該光源即朝二相鄰混光板 42之入光面4 2 3進入於該等混光板42之中，又因Led燈 源4 3之上方處乃設置有遮光元件4 4，利用該遮光元件4 4之 下部面4 41可將欲直接向上出光之光源予以阻擋，且使其光源 .反射而逕向混光板4 2之入光面4 2 3射入之，於是，各l £ D 燈源4 3之光源即可於混光板4 2之中進行相互混光動作，隨後 由混光板4 2之出光面4 21而出光。而離開混光板4 2之光源 {則可再藉由遮光元件4 4之上部面4 4 2及盒體41内部表面之 反射，而辅助該光源於盒體41之空腔41 1中做混光動作，使 其均勻整體之光源； 而若所應用之L ED燈源4 3係至少由紅光（R)、綠光 及·πά·光（B )二原色光L E D所組成者時，該等三原色光乙e d 14 燈源4 3之光源更可經人光面4 2 3射人於混光板4 2之中時， 使各色光於混光板4 2巾進行混光而達呈白光之狀，隨後由混光 板4 2之出光面4 2 1軸，而離·之光源再藉由射及於遮光 元件4 4之上部面4 4 2時產生反射而再次混光，獲使整體光源 之均勻化m若該各色絲能及時於混紐4 2中成功 此光成白光，而以混光不完全之態樣由出光面421離開之時， 利用遮光元件44之設置，可使因混光不完全而尚呈各原色光之 光源射及於遮光το件4 4之上部面4 4 2時，互為產生反射而有 再次混光之機會及效能，而有助於各色光之光源離開混光板4 2 後，可於盒體41之空腔41 1中快速而有效進行混光而成為白 光者。 是，不論所應用之LED燈源4 3係為白光，或為R、G、 B三原色光者，本發明皆可令led燈源4 3之光源於混光板4 2中即進行混光，且更可使光源於離開混光板4 2後，藉著遮光 元件4 4之設置，使光源再於盒體41之空腔41 1中快速而有 效的進行混光，隨後，光源即再經擴散板4 5而使其光源再為之 擴政化，並再接受光學膜片4 6對該光源進一步之擴散勻化及聚 光後，終可成一優質之光源對外輸出而供後續之應用。 另、為使L E D燈源4 3之光源較直接而順利射入於混光板 4 2之中，如圖十、十一所示，該等L ED燈源4 3乃可以橫躺 方式設置於各混光板4 2所成之空間a中，令L ED燈源4 3之 1336798 光源可向混光板4 2之人光面4 2 3直接射人，而有利光源於混 光板4 2中向遠處傳遞以增進混光效果者。 . 如圖十二所示，本發明混光板4 2之反射面4 2 2並可使之 .‘成有眾多之導光點（Pattern) 4 2 4，且該等導光點4 2 4乃可 .以’由墨印刷方式為之；或如計三所示，賴具或侧加工方式 成型為凹人於反射面4 2 2之内，或如圖十四所示，成型為凸出 鲁於反射面4 2 2之外者，且該等導光點4 2 4並可依所處位置之 受光強弱不―’而使各導光點4 2 4成面積不-之變化，或使其 佈局上呈密度不-之變化，使混紐4 2巾之絲射及於反射面 4 2 2時’藉由該等導光點4 2 4將光源^以反射，令光源擴散 而反射朝出光面4 2 1方向行進，達到光源出辦之勻化功效。 再如圖十五所示，本發明混光板4 2之出光面4 2丄並可使 之成為粗糙化之霧面狀’俾使光職混光板4 2内部離開時，藉 _ 由透射過絲面化之出光面4 2丨而可使光源產生再—次之擴散 效能者。 ^ *· . 再者，如圖十六所示，混光板4 2之反射面4 2 2乃可予以 形成有眾RV型光導體4 2 5，使絲板4 2内部之光源射及 該等V型光導體4 2 5時’亦可將光源導引朝向出光面4 2工之 方向行進；且該等V型光導體4 2 5之走向進一步可與入光面4 2 3成平行狀’並依所成之距離位置不等之狀，而使其較近入光 面4 2 3之麟位置時，轉v型光賴425以成較稀疏之數 1336798 目配置之’而越遠離入光面42 3之距離位置時，則成越多之數 目配置之’以對應因與L ED燈源4 3距離不同，而光源呈現強 .弱不可使光源獲得娜上之控置。 .. 而如圖十七所示’本發明混光板4 2之出光面4 2 1亦可予 .以喊有眾多之¥型光導體4 2 5，使混光板4 2内部之光源由 出光面4 21離開時，該光源可經透射過該等v型光導體4 2 5 之功效’錢光源於本發縣絲4 2巾充分混光後而 離開時，更可達到增強出光輝度。 且如圖十人所示’本發明混光板4 2之出光面4 21及反射 面422可同時使之成有眾多之¥型光導體42 5，且於出光面 4 21及反射面4 2 2中之V型光導體4 2 5二者之佈局走向並 呈互為垂直狀，於是，光源射及於反射面4 2 2中之V型光導體 4 2 5時’先使光騎—方向之反射，後續再經出光面4 2丄中 籲之:型光導體4 2 5時，再做另一方向聚光後而出光，令本發明 .混光板4 2具將L ED燈源4 3做混光時，並同時達到混光板4 2中之光源多紐之集光效能，有祕加強光源之出光輝度。 再請參酬十九所示，為使L ED燈源4 3原呈點狀之光源 更易於混光板4 2巾擴散崎助於綠，混絲4 2之入光面4 2 3並可成有眾多之¥型光導體4 2 5，使各L ED燈源4 3之 光源入射於混光板4 2之第-時間即擴大其入射角度，俾有助於 各L ED燈源4 3之光源於混光板4 2中之相互混光功效，進而 17 1336798 提昇混光效果表現。. 另本發明於實施時’如圖二十所示，本發日种之遮光元件4 4之上部面4 4 2亦可使其截面成曲面狀者，俾令光源射經該上 部面4 4 2時，該光源行反射時更可兼具有擴散之作用，使光源 於盒體4 i之空腔4 i i中更綠進行混光及勻私動作，增進 混光及勻光之效果表現。 或如圖 -卞一所示 鲁 ..备合燈源43之光源利用混光板 4 2及盒體41之配合已可達到良好之混光效果時，本發明中遮 光元件4 4將可減輕作為輔助絲功用之紐，此時，遮光元件 4 4之上部面4 4 2乃可使之成平面狀即可。 、;是本發明湘成複數個混光板4 2、複數個遮光元件4 4、並配合各L E D燈源4 3之配置，將可令各L E D燈源4 3 順利混光成—大面積狀之面光源，而所制之L E D燈源4 3不 論是知= LED、或是為R、G、6三原色光之UD，均可 予^完成混光為-白光之面光源，且可使整個背賴組^之厚 (向）度達到薄型化之要求。 —α上所述，本發明之大尺寸背光模組，不僅構造簡單，且確 實能達到白光喊源及_化之訴求目的及功效，崎該項產業 之利2，且已符合新雛及進步性之餅，纽法提出發明專利 之申請，懇請責審查員之詳鑑，准予發明專利之較，至· 便。 ^ 1336798 【圖示簡單說明】 圖一係習知直下式背光模組之立體分解圖。 圖二係圖一之剖視示意圖。 圖三係另一習知直下式背光模組之剖視示意圖。 • * 圖四係圖三光源動作之示意圖。 圖五係再一習知直下式背光模組之剖視示意圖。 —圖六係圖五光源動作之示意圖。 圖七係本發明背光模組之立體分解圖。 圖八係圖七之組立剖視示意圖。 圖九係圖七之光源運動示意圖。 圖十、十一係本發明中L ED燈源其他設置方式實施示意圖。 圖十二、十三、十四係本發明中混光板反射面之導光點設置 實施例。 φ 圖十五係本發明中混光板出光面霧化之實施例。 ,圖十六係本發明中混光板反射面設置V型光導體之示意圖。 .圖十七係本發明巾混光板出絲設置V型光導體之示意圖。 圖十八係本發财混光板反射及面出光關時設置有V型光導體 之不意圖。 - 圖十九係本發日种混光板人絲設置V型光導體之示意圖。 圖二十係本發明中遮光元件之另一實施例示意圖。 圖二十-係本發明中遮光元件之再一實施例示意圖。 19 1336798 【主要元件符號說明】 1直下式背光模組’ • » 2直下式背光模組 蠊 3直下式背光模組 4大尺寸背光模組 1盒體 1 1 1 開口 12反射薄膜 1 2燈源 3擴散板 14光學膜片 41擴散膜片 14 2聚光膜片 1盒體 2 1 1 開口 12反射薄膜 2 2 L E D燈源 2 1紅光（R ) LED 2 2綠光（G ) LED 2 3藍光（B) LED 3混光板 2 31出光面 3 2反射面 2 3 3遮光點 4擴散板 2 5光學膜片 51擴散膜片 2 5 2聚光膜片 1盒體 3 2 L E D燈源 3混光板 3 31出光面 3 2反射面 3 4擴散板 5光學膜片 1盒體 4 1 1空腔 1 2反射膜 4 2混光板 2 1出光面 4 2 2反射面 1336798 ‘ 4 2 3入光面 ^ 425V型光導體 4 4遮光元件 4 4 2上部面 4 6光學膜片 4 6 2聚光膜片 A空間 籌 4 2 4導光點 4 3 L ED燈源 4 41下部面 4 5擴散板 4 61擴散膜片
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